sistema de monitorização da condução de um automóvel

Sistema de Monitorização da Condução de um Automóvel

Universidade de Aveiro

Departamento de Engenharia Mecânica

Orientador: Professor Doutor Vítor Manuel Ferreira Santos

André João Lopes Oliveira20 de julho de 2012

2

Enquadramento

Sistemas para Monitorização

Deteção de Situações de Risco

Identificação do Condutor

Resultados Experimentais

Índice

3

Enquadramento

Sistemas para Monitorização

Deteção de Situações de Risco

Identificação do Condutor

Resultados Experimentais

Enquadramento

4

Projeto Atlas

Enquadramento

Inicio 2003 - Festival de robótica.

Desenvolvimento de sistemas para condução autónoma.

Enquadramento

5

Velocidade

Monitorização do Habitáculo

Deteção de Situações de Risco

Deteção do Condutor

Objetivos

Enquadramento

6

Sistemas de Monitorização

Enquadramento

Deteção de Situações de Risco

Identificação do Condutor

Resultados Experimentais

Sistemas para monitorização

7

Sistemas de MonitorizaçãoControlo do AtlasCar

Centralina – 2 PLC’s

Lasers 2d e 3dGPSCamara estéreoSensor inercial

EthernetFirewireUsb

Sistemas para monitorização

8

Booleanos0 ou 1

Buzina

Pisca esquerdo

Pisca direito

MínimosMédios

Máximos

Ignição

0 a 1023

Pedal Acelerador

Pedal TravãoPedal Embraiagem

Sistemas de MonitorizaçãoMonitorização do Habitáculo

Sistemas para monitorizaçãoSistemas de MonitorizaçãoMonitorização do Habitáculo

9

Rotinas de alta velocidade do PLC

Devido ao excesso de pedidos de comunicação com o plc, atrasavam a leitura dos pulsos do encoder

Sistemas para monitorização

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Contador Quadratura HCTL - 2022

• Nº de Bits: 32 bits.• Frequência de operação: 2 a 33 MHz• Modo de contagem: 4x

Sistemas de MonitorizaçãoMonitorização da Velocidade

Sistemas para monitorizaçãoSistemas de MonitorizaçãoMonitorização da Velocidade

11

12

Deteção de Situações de Risco

Enquadramento

Identificação do Condutor

Resultados Experimentais

Sistemas para Monitorização

2 lasers planares

Para-choques dianteiro

Deteção de Situações de Risco

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Deteção de Situações de Riscozonas de procura

• Risco de colisão.

• Deteção de obstáculos

• Falta de sinalização luminosa

(rotação de 10º)

• Aviso ao condutor quando este executa bem a manobra de ultrapassagem.

Deteção de Situações de Risco

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Deteção de Situações de RiscoTópicos e Packages utilizados

• Módulo de monitorização do Habitáculo.

• Módulo de velocidade do veiculo.

• PLC – ângulo de direção.

• Seguimento de obstáculos – nuvem de pontos do laser

Sistemas para monitorização

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Resultados e ConclusõesSituações de Risco

• Risco de colisão

Sistemas para monitorização

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Resultados e ConclusõesSituações de Risco

• Objeto detetado e boa manobra

Sistemas para monitorização

17

Resultados e ConclusõesSituações de Risco

• Falta de Sinalização

18

Identificação do condutor

Enquadramento

Resultados Experimentais

Sistemas para Monitorização

Deteção de Situações de Risco

Sistemas para monitorização

19

Identificação do condutorEstágios da manobra

Sistemas para monitorização

20

Identificação do condutorDescritores

Nº Descrição

1 tempo total da manobra

2 tempo do primeiro estágio

3 tempo do segundo estágio

4 tempo do terceiro estágio

5 velocidade média no primeiro estágio

6 velocidade média no terceiro estágio

7 rotação média do motor no primeiro estágio

8 rotação média do motor no segundo estágio

9 rotação média do motor no terceiro estágio

10 média do produto do ângulo da direção com a velocidade no primeiro estágio

11 média do produto do ângulo da direção com a velocidade no terceiro estágio

12 ângulo médio da direção no segundo estágio

Sistemas para monitorização

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Identificação do condutorDescritores

Nº Descrição

13 variância do ângulo da direção no segundo estágio

14 tempo que o pisca direito está ligado

15 número de vezes que o acelerador esta premido "ao de leve"

16 número de vezes que o acelerador esta premido com "leve – média força"

17 número de vezes que o acelerador esta premido com "média - força"

18 número de vezes que o acelerador esta premido com "muita força"

19 quantidade de tempo que a embraiagem está premida.

20 número de vezes que o travão esta premido "ao de leve"

21 número de vezes que o travão esta premido com "leve – média força"

22 número de vezes que o travão esta premido com "média força"

23 número de vezes que o travão esta premido com "muita força"

Sistemas para monitorização

Sistema de Monitorização da Condução de um Automóvel 22

Identificação do condutorFiltragem

1,2,3,4 testes – Base de referencia.

5º teste – Encontrar combinações entre os melhores descritores.

6º teste – Verificar se os descritores escolhidos continuam a distinguir os diferentes condutores.

Quais os melhores descritores que distinguem cada

indivíduo?1ª Fase

Sistemas para monitorização

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Identificação do condutor

Base de referencia de cada individuo.

Variância de cada descritor ao longo

dessa base de dados.

Definido um valor mínimo para

variância de cada descritor. P

São escolhidos os descritores que

contenham valores variância maiores que este valor P.

DESCRITORES UTILIZADOS PARA

DESCREVER A MANOBRA.

Filtragem

Para números de P>5% o número de combinações tende a ser constante.

Sistemas para monitorização

Sistema de Monitorização da Condução de um Automóvel 24

Quais as melhores combinações de

descritores a usar?

2ª Fase

Identificação do condutorMelhor combinação

• Função Matlab – Combnk – matriz C.

• Combinações 2 e 3.

Utilizado o 5º teste.

Bases de referencia - apenas com os descritores considerados viáveis.

Sistemas para monitorização

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Combinação -Linha de C

Distância Euclidiana entre

T5 – Indivíduo 1

Base de referência - B1

Base de referência -B2

Base de referência -B3T5 - Indivíduo 2

T5 - Indivíduo 3

A combinação C(x,:) só é considerada válida caso o valor mínimo da distância Euclidiana em cada teste T5 corresponda à base de referência do indivíduo que fez o teste.

Identificação do condutorMelhor combinação

Sistemas para monitorização

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Combinações 3 a 3 Combinações 2 a 210 – 17 – 18

17 – 1812 – 17 – 1813 – 17 – 1817 – 18 – 21

2º fase – Escolha das melhores combinações destes descritores:

Resultados e ConclusõesDeteção de diferentes condutores

10 média do produto do ângulo da direção com a velocidade no primeiro estágio

12 ângulo médio da direção no segundo estágio

13 variância do ângulo da direção no segundo estágio

17 número de vezes que o acelerador esta premido com "média - força"

18 número de vezes que o acelerador esta premido com "muita força"

21 número de vezes que o travão esta premido com "leve – média força"

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Resultados e Conclusões

Enquadramento

Sistemas para Monitorização

Deteção de Situações de Risco

Identificação do Condutor

Sistemas para monitorização

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Resultados e ConclusõesHardware

Frequência de publicação - 58Hz

Frequência de publicação - 10Hz

Sistemas para monitorização

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Resultados e ConclusõesVelocidade

Sistemas para monitorização

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Nome do ficheiro Situações Nº de deteções corretas %

Avenida_1.bag 9 8 88.9

Avenida_2.bag 5 5 100

Avenida_3.bag 12 11 91.7

Avenida_4.bag 4 4 100

Precisão obtida pelo algoritmo de deteção das diferentes situações de risco.

Resultados e ConclusõesDeteção das Situações de Risco

Sistemas para monitorização

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Combinações 3 a 3 Combinações 2 a 2

10 – 17 – 18

17 – 1812 – 17 – 1813 – 17 – 1817 – 18 – 21

2º fase – Escolha das melhores combinações destes descritores:

Resultados e Conclusões

Apos utilização do 6º ficheiro de teste:

Deteção de diferentes condutores

17 número de vezes que o acelerador esta premido com "média - força"

18 número de vezes que o acelerador esta premido com "muita força"

21 número de vezes que o travão esta premido com "leve – média força"

Sistemas para monitorização

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Utilização de uma câmara ou reposicionamento de um dos lasers na parte traseira do carro.

Deteção dos sinais de trânsito existentes e limites da estrada.

Melhoramento do módulo de deteção do condutor, para que este possa funcionar noutros tipos de situações.

Trabalho Futuro

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Orientador: Professor Doutor Vítor Manuel Ferreira Santos

André João Lopes Oliveira20 de julho de 2012